あらすじ：ネタバレなし部分まで
アメリカ・ワイオミング州のウィンド・リバーで、18歳のナタリー・ハンソンという女性の遺体が合衆国魚類野生生物局の職員であるコリー・ランバート(ジェレミー・レナー)により、発見される。コリーも3年前、目を離したすきに娘がいなくなり、雪の中で死亡していた。
ナタリーは服を着ておらず、鼠径部は血に染まっていた。FBIの新人捜査官ジェーン・バナー(エリザベス・オルセン)が事件を担当することとなり、捜査を開始する。
ジェーン捜査官は、ナタリーの父マーティンから、彼女にボーイフレンドがいたことを知らされる。だが、マーティンはそのボーイフレンドの素性を知らなかった。一方、司法解剖の結果、鈍的外傷と性的暴行の痕跡がみとめられた。さらには、零下の空気を吸っていたことによる肺出血も確認された。凍死の可能性もあり、検死官は、殺人事件であると断定できず、ジェーン捜査官は追加の捜査部隊の要請ができなかった。
その後、ナタリーのボーイフレンドであるマット・レイバーン(ジョン・バーンサル)が同じく全裸で遺体となって発見される。マットの遺体は、野生動物に食べられており、ナタリーの遺体よりも損傷が激しかった。
ジェーン捜査官は、ネイティブアメリカンの警察署長であるベン・ショーヨーとともに、マットの職場である石油掘削現場を訪れる。数日前、マットは姿を消しており、それから同僚たちも会っていなかったのだという。
あらすじ：ネタバレあり・結末まで
マットの同僚であるピートは仲間たちとともに泥酔し、マットのトレーラーにやってきた。ピート(ジェームズ・ジョーダン)たちはマットに暴力を振るった上で、ナタリーをレイプしようとした。そんな中、マットはナタリーを逃がそうとし、ピートたちはマットを殺害してしまっていたのだった。
ジェーン捜査官は、マットの同僚が「ラジオでナタリーという女性が死んだと聞いた」と言うのを聞くのだが、ナタリーという名前は伏せられており、同僚を怪しむ。そんな中、ピートはジェーン捜査官に向けてショットガンを撃つ。
彼女は防弾チョッキを着ており、応戦する。生き残ったピートの仲間がジェーン捜査官を殺害しようとしている中、コリーがライフル銃で次々のピートの仲間を殺害し、ピートを捕らえて山頂へと連れて行く。
コリーは、ピートに罪を自白させる。そして、コリーはナタリーと同様の状況でチャンスを与える。軽装備で裸足の上、ピートは雪山に放置される。
コリーは、病院でジェーン捜査官を見舞い、彼女のタフさを賞賛する。その後、彼はナタリーの父・マーティンの家を訪れ、そこで娘の事件は終結し、犯人は裁きを受けたのだと明かす。マーティンは涙して、娘の死を悲しんでいた。
